Versuch

Licht- und Farbwahrnehmung mit menschlichen und technischen Augen

Zielgruppe

Klassenstufen 9 und 10

Lehrplanbezug

Klasse 9: Optische Abbildungen und Farben bzw. Gesetze des el. Stromkreises

Anwendungen

Handy-Displays, DLP-Beamer, etc.

Beschreibung

Mit dem menschlichen Auge kann man sehr schnell ablaufende Vorgägne nur begrenzt erkennen. Im Workshop wird diese "Schwäche" mithilfe einer blinkenden Glühlampe aufgezeigt.

Bei hohen Blinkfrequenzen scheint die Lampe mit konstanter Helligkeit zu leuchten. Dass trotzdem noch Helligkeitsschwankungen vorliegen wird mit einem Fototransistor und einem Oszilloskop gezeigt.

Am Oszilloskop wird abgelesen, wie lange die Lampe für das Aufheizen beim Einschaltvorgang und für das Abkühlen beim Ausschalten benötigt. Danach wird die Lampe durch eine Leuchtdiode ersetzt. Hier wird nachgewiesen, dass die LED sich nicht erwärmt werden muss, sondern sofort leuchtet, sobald Strom durch sie fließt.

Danach wird der Begriff Pulsweitenmodulation erarbeitet und damit eine Helligkeitsregelung der LED ermöglicht.

Am Ende des Experiments steht noch die Erzeugung von Farben mit den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau.

Nach dem Experiment wird noch die RGB-Platine zur Farbmischung mithilfe der Grundfarben gelötet.

Inhalte

• Helligkeitsänderung der Glühlampe in Abhängigkeit von der angelegten Spannung.
• "Trägheit des Auges" ab einer zu bestimmenden Frequenz.
• Einführung des Fototransistors als technisches Auge in Reihenschaltung zur Helligkeitsbestimmung.
• Arbeiten mit dem Oszilloskop
• Helligkeitsregelung durch Pulsweitenmodulation
• Farbdarstellung mit RGB